Was ist ein Isolatoren?
Ein Isolator ist ein Gerät, das zum Trennen oder Isolieren verwendet wird.
Je nach Branche werden Isolatoren in der Elektro- und Elektronikindustrie zur Trennung von analogen Signalen, in der Bauindustrie zur Isolierung von Gebäuden gegen Erdbeben und in der medizinischen und pharmazeutischen Industrie zur Isolierung bestimmter Systeme gegen externe Keime eingesetzt.
Das englische Wort isolation bedeutet Trennung oder Isolierung, und isolator bedeutet etwas, das isoliert, und beschreibt somit direkt die Funktion des Geräts.
Verwendungszwecke von Isolatoren
Isolatoren beziehen sich in jedem Industriezweig auf andere Geräte und haben daher unterschiedliche Verwendungszwecke.
1. Elektronikindustrie
Isolatoren in der Elektronikindustrie werden für den Überspannungsschutz von Signalempfängern, die Trennung von zuständigen Abgrenzungspunkten usw. verwendet.
2. Bauindustrie
Isolatoren in der Bauindustrie werden zur Unterstützung des Fundamentstahlrahmens unter Gebäuden als erdbebensichere Ausrüstung verwendet.
3. Pharmazeutische Industrie
Isolatoren in der pharmazeutischen Industrie werden verwendet, um eine Umgebung für die Medikamentenentwicklung zu schaffen. Sie können auch verwendet werden, um Patienten und Medikamente steril zu halten.。
Prinzip der Isolatoren
Isolatoren, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, haben sehr unterschiedliche Mechanismen.
1. Elektronikindustrie
Isolatoren in der Elektronikindustrie können das gleiche Signal an der Ausgangsklemme ausgeben und gleichzeitig das eingehende elektrische Signal vollständig von der Außenwelt isolieren. Konkret wird die Ausgangsspannung über einen Verstärker für das Eingangssignal verstärkt und erfasst, woraufhin das Signal zur Ausgabe an den Ausgangskreis weitergeleitet wird. Im Falle eines Spannungseingangs wird das Signal direkt eingegeben und über einen Widerstand in einen Spannungseingang umgewandelt. Die Art des Ausgangssignals wird je nach Bedarf umgewandelt und kann daher auch als Signalwandler verwendet werden.
2. Die Bauindustrie
Isolatoren in der Bauindustrie haben eine Struktur, die Schwingungen ableitet, indem sie ein hochelastisches Material wie Gummi unter den Hauptstahlrahmen legen. Bei einem Erdbeben in einem Hochhaus beispielsweise verstärkt sich die Amplitude nach oben hin und der mechanische Stoß wird stärker. Die Absorption des Schocks im Untergrund mit seismischem Isoliergummi usw. verringert die Amplitude und den mechanischen Schock für das Gebäude.
3. Pharmazeutische Industrie
Isolatoren in der pharmazeutischen Industrie sind wie Windkessel mit Sauggebläsen ausgestattet und sollen durch Aufrechterhaltung eines konstanten Unterdrucks verhindern, dass Bakterien und Gifte aus dem System entweichen. Die einströmenden Gase werden mit Wasserstoffperoxid usw. sterilisiert, um eine sterile Umgebung im System zu gewährleisten.
Arten von Isolatoren
Es sind optische Isolatoren und digitale Isolatoren erhältlich.
1. Optische Isolatoren
Optische Isolatoren haben lichtempfangende Elemente und LEDs im Inneren der Bauteile und übertragen Signale durch Licht. Sie werden auch als Fotokoppler bezeichnet und bestehen aus lichtemittierenden und lichtempfangenden Elementen, die jeweils mit einem Widerstandselement verbunden sind.
2. Digitale Isolatoren
Digitale Isolatoren sind Bauteile, die mit Hilfe von Kondensatoren oder Spulen die Ausgangs- und die Eingangsseite voneinander trennen. Sie können in induktive und kapazitive Isolatoren unterteilt werden.
Induktive Isolatoren nutzen das Magnetfeld, das entsteht, wenn Strom durch eine Spule fließt, während kapazitive Isolatoren einen Kondensator verwenden, um das Gleichstromsignal zu isolieren und nur das Wechselstromsignal zu übertragen.
Wie man einen Isolatoren auswählt
Optische und digitale Isolatoren haben Vor- und Nachteile.
1. Optische Isolatoren
Optische Isolatoren können Licht über eine große Entfernung übertragen und empfangen und lassen sich leicht isolieren. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus, ihrer hohen Zuverlässigkeit, ihrer geringen Kosten und ihrer langen Lebensdauer werden sie seit langem in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Die umfangreiche Produktpalette macht es leicht, das richtige Produkt für die jeweilige Anwendung auszuwählen.
Fototransistoren und LEDs haben eine lange Lebensdauer, aber ihre Lichtausbeute kann bei Temperaturänderungen abnehmen, was die Eingangs-/Ausgangseffizienz verringern und die Signalübertragung beeinträchtigen kann.
2. Digitale Isolatoren
Sowohl die induktiven als auch die kapazitiven Typen haben eine lange Lebensdauer und eine hohe Leistung bei geringer Bauteilverschlechterung. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, die mit Fotokopplern nur schwer zu bewältigen sind.
Allerdings können nur digitale Signale übertragen werden, und sie sind teuer und haben nur eine kleine Produktpalette. Digitale Isolatoren befinden sich noch in der Entwicklungsphase.